워터 제트직기의 바디침 작동기구{Reed needle operation system of water jet loom}
본 발명은 워터제트 직기의 바디침을 작동하는 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 직기상단에 캠박스를 구비하도록 구조를 개선함에 따라, 부분적으로 분해조립이 용이하여 유지보수에 따른 비용절감 및 편의성을 제공함과 동시에 캠을 이용해 고속회전이 가능하여 직물의 품질 및 생산성이 향상되는 워터 제트직기의 바디침 작동기구에 관한 것이다.
통상, 워터제트 직기는 직물을 제직하는 직기의 일종으로서 경사의 직각방향으로 위사(씨실)의 공급을 셔틀을 이용하지 않고 수압펌프와 노즐을 이용하여 고속으로 분출되는 물을 이용하기 때문에 고회전에 의한 생산성의 향상과 소음저감의 이유로 많이 사용하고 있다. 주지된 바와 같이 워터제트 직기에서의 제직은 종광에서 경사를 상하로 나누어서 위사가 통과할 수 있는 개구를 형성하는 개구운동(Shedding Motion)과, 상기 개구운동으로 형성된 개구로 위사를 송출하여 통과시키는 북침운동(Picking Motion), 상기 개구를 통과한 위사를 바디(Reed)로서 클로스펠(Clothfell)까지 밀 어주어 경사와 위사가 하나의 조직을 이루도록 하는 바디침운동(Beating Motion)에 의하여 제직이 이루어진다. 상기 제직과정에서 바디가 바디침운동을 하는 것은 워터제트직기의 메인구동원인 모터의 동력을 크랭크어셈블리로부터 전달받아 바디샤프트가 각운동함으로서 바디샤프트에 고정된 바디가 전, 후방향으로 일정하게 왕복운동하기 때문에 가능하게 된다. 상기와 같이 바디가 바디침운동이 가능하도록 왕복운동 하는 것이 크랭크어셈블리이다. 이러한 종래의 크랭크어셈블리는 직기를 구성하는 프레임 하단에 설치되는 모터와 벨트로 연결되고 동력절환을 위한 클러치를 통하여 동력을 전달받는 크랭크샤프트를 횡방향으로 설치한다. 상기 크랭크샤프트에는 크랭크저널과 크랭크암 및 크랭크핀을 가지는 통상의 구조로 되고, 상기 크랭크핀에는 커넥팅로드가 연결된다. 상기 커넥팅로드는 바디를 고정한 바디샤프트와 크랭크레버로 연결하여 크랭크샤프트의 회전운동을 전달받은 바디샤프트가 각운동하여 바디가 바디침운동을 할 수 있도록 한다. 상기와 같은 종래의 크랭크어셈블리는 크랭크샤프트의 특성상 클러치로부터 전달된 동력이 직선으로 전달되지 않고, 크랭크샤프트와 크랭크암 및 크랭크핀을 통하여 다시 크랭크샤프트로 전달되는 개략 형상으로 동력이 전달된다. 그러므로, 크랭크샤프트를 구성하는 크랭크암 부위에 집중적인 부하가 전달되고, 그로 인한 크랭크암의 손상과 파손으로 인한 작동 불가의 문제점과 더불어 크랭크샤프트가 비틀리는 현상이 발생함으로서 피로도를 더욱 더 가중시키는 문제점을 가진다. 뿐만 아니라, 크랭크샤프트의 크랭크핀과 연결되는 커넥팅로드의 연결부위가 비틀림이나 부분 부하 등으로 인하여 편마모를 유발하게 되고, 이로 인하 여 장기간 사용시 커넥팅로드와 크랭크핀의 마찰로 인한 작동소음이 유발되는 등 상당한 문제점들을 가지고 있었다. 또한, 직기의 프레임 하방에 설치되어 정비작업이 매우 번거롭고, 부분적인 교체가 불가능하여 축의 일부만이 손상되더라도 전체적으로 교체해야함에 따른 부품원가상승으로 유지보수비용이 상승함과 동시에 고속회전이 불가능하여 직물의 품질 및 생산성이 저하되는 문제점이 발생하였다.
이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 근본적으로 해결하기 위한 것으로서, 직기상단에 캠박스를 구비하도록 구조를 개선함에 따라, 부분적으로 분해조립이 용이하여 유지보수에 따른 비용절감 및 편의성을 제공함과 동시에 캠을 이용해 고속회전이 가능하여 직물의 품질 및 생산성이 향상되는 워터제트 직기의 바디침 작동기구를 제공하려는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 위사와 경사를 교착하여 직물을 생산하는 워터제트 직기의 바디침을 승하강시키는 기구에 있어서; 상기 직기의 바디침을 각각 상하 유도하는 가이드를 개재하고, 상기 바디침을 상하로 교차되게 일단에 링크로 체결되면서 타단에 힌지공을 구비하는 승하강로드; 상기 승하강로드의 힌지공에 로드가 연결되게 조절구를 구비하고, 중앙에 고정대와 체결되어 승하강운동을 유도하는 캠박스; 상기 캠박스의 측면에 샤프트를 개재하여 타이밍벨트를 통하여 구동력을 전달하는 구동모터를 포함하여 이루어지되, 상기 캠박스는 샤프트로부터 구동력을 전달받는 캠과, 상기 캠이 삽입되는 커넥팅로드와, 상기 커넥팅로드에 체결되는 고정대에 의해 승하강로드를 승하강되도록 유도하는 것을 특징으로 한다. 삭제 한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발 명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 바디침 작동기구는 직기상단에 캠박스를 구비하도록 개선함에 따라, 부분적으로 분해조립이 용이하여 유지보수에 따른 비용절감 및 편의성을 제공함과 동시에 캠을 이용해 고속회전이 가능하여 직물의 품질 및 생산성이 향상되는 효과를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 워터제트 직기를 나타낸 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 워터제트 직기의 바디침 작동장치를 나타낸 확대도, 도 3은 본 발명에 따른 캠박스의 요부를 분해하여 나타낸 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 캠박스를 분해하여 나타낸 구성도, 도 5는 본 발명에 따른 승하강로드와 캠박스의 작동상태를 나타낸 구성도이다. 본 발명은 위사와 경사를 교착하여 직물을 생산하는 워터제트 직기(1)의 바 디침(2)을 승하강시키는 기구와 관련되며, 워터제트 직기의 바디침 작동기구에 관 한다. 이러한 바디침 작동기구는 승하강로드(10), 캠박스(20), 구동모터(30)를 주요 구성으로 한다. 본 발명에 따른 승하강로드(10)는 상기 직기(1)의 바디침(2)을 각각 상하 유도하는 가이드(11)를 개재하고, 상기 바디침(2)을 상하로 교차되게 일단에 링크(12)로 체결되면서 타단에 힌지공(13)을 구비한다. 통상 바디침(2)은 위사와 경사가 하나의 조직을 이루도록 바디침 운동(Beating Motion)을 해야 되는 것으로서 상하로 서로 교차되어야 한다. 이에 따라 승하강로드(10)는 직기(1)의 프레임 양측에는 가이드(11)를 구비하여 바디침(2)을 직기(1)의 프레임으로부터 각각 상하로 유도한다. 이때, 바디침(2)의 상단에 힌지로 결합되는 로드를 구비하고, 로드는 다시 승하강로드(10)의 일단과 링크(12)로 체결된다. 그리고 승하강로드(10)는 상하 운동을 하게 되면 바디침(2) 또한 상하운동을 할 수 있게 구비되는데, 이때 도 3에 도시된 바와 같이 타단에 힌지공(13)이 형성되어 후술하는 캠박스(20)와 체결되어 고정된다. 따라서 힌지공(13)을 기준으로 마치 시소의 작용과 같이 승하강로드(10)가 상하로 운동하게 된다. 또, 본 발명에 따른 캠박스(20)는 상기 승하강로드(10)의 힌지공(13)에 로드(21)가 연결되게 조절구(22)를 구비하고, 중앙에 고정대(23)와 체결되어 승하강운동을 유도한다. 캠박스(20)는 내부가 박스형태로 기계장치들을 수용되게 형성하고, 상부에는 외부로부터 밀폐가 가능하면서 정비 및 수리시 개방할 수 있도록 개폐판넬을 구비한다. 이때, 내부에는 마찰 및 마모방지와 함께 운동부위에 충분한 유막을 형성하여 금속간의 직접접촉을 방지하는 윤활유를 수용할 수 있도록 형성되고 교환이 용이하도록 별도의 배출구 또한 더 구비할 수도 있다. 이러한 캠박스(20)는 내측 후단에 로드(21)가 구비된 조절구(22)가 일체로 형성된다. 이에 따라 승하강로드(10)는 일단에 형성된 힌지공(13)이 조절구(22)의 로드(21)에 삽입되어 연결되고, 중앙에 고정대(23)와 체결됨에 따라 고정대(23)의 상하운동을 전달받은 승하강로드(10)가 힌지공(13)을 기준으로 상하운동을 할 수 있게 된다. 이때, 조절구(22)는 볼트와 너트로 조합되어 스크류형식으로 왼쪽/오른쪽 회전시 상하로 이동되도록 형성된 것으로서 캠박스(20)로부터 승하강로드(10)의 높이를 조절한다. 즉, 로드(21)에 삽입된 승하강로드(10)는 중단에 체결된 고정대(23)를 중심으로 일단의 높이를 조절할 수 있게 됨과 함께 승하강로드(10)와 연결된 바디침(2)의 높이를 조절한다. 이때, 본 발명에 따른 상기 캠박스(20)는 샤프트(31)로부터 구동력을 전달받는 캠(25)과, 상기 캠(25)이 삽입되는 커넥팅로드(26)와, 상기 커넥팅로드(26)에 체결되는 고정대(23)에 의해 승하강로드(10)를 승하강되도록 유도한다. 캠박스(20)는 캠(25), 커넥팅로드(26), 고정대(23)로 이루어지는 데, 이러한 캠(25)은 커넥팅로드(26)의 하부에 장착되고, 고정대(23)는 커넥팅로드(26)의 상부에 장착된다. 이러한 커넥팅로드(26)를 기준하여 캠(25)이 구동모터(30)의 구동력으로부터 샤프트(31)로 전달되어 이를 전달받아 승강운동을 수행한다. 이때 캠(25)은 샤프트(31)로부터 편심되게 장착된다. 이에 따라 커넥팅로드(26)에 체결된 고정대(23)가 승강운동을 수행하면서 승하강로드(10)의 승하강운동을 유도하게 된다. 따라서 승하강 로드(10)의 승하강운동에 의해 직기(1)의 바디침(2)을 각각 상하 유도하게 된다. 또한, 본 발명에 따른 구동모터(30)는 상기 캠박스(20)의 측면에 샤프트(31)를 개재하여 타이밍벨트(32)를 통하여 구동력을 전달한다. 구동모터(30)는 직기(2)의 프레임 일측에 구비하고 회전수를 변경할 수 있는 서보타입의 모터를 사용한다. 이러한 구동모터(30)는 출력단에 풀리를 개재하고 타이밍벨트(32)로 샤프트(31)의 입력단의 풀리에 구동력을 전달한다. 이때, 샤프트(31)는 캠박스(20)를 관통하여 직기(2)의 타측까지 일체로 형성되어 기타 작동장치와 연결된다. 이에 따라, 구동모터(30)는 캠박스(20)와 연결된 샤프트(31)와 함께, 직기(2)에 필요한 작동장치의 구동력 또한 전달하여 하나의 모터로 다수의 장치를 작동시켜준다. 도 1 내지 도 5를 통하여 작동에 있어서, 우선 구동모터(30)의 구동력이 타이밍벨트(32)를 통하여 샤프트(31)로 전달되면서 회동시킨다. 이때 샤프트(31)로 전달된 동력은 캠박스(20)로 전달되는데, 이는 샤프트(31)의 구동력이 편심된 캠(25)으로 전달되어 커넥팅로드(26)를 상하로 승강시킨다. 즉 샤프트(31)의 회전운동이 캠(25)을 통하여 커넥팅로드(26)가 직선운동으로 변환된다. 이어서, 커넥팅로드(26)의 직선운동이 고정대(23)에 전달되면서 승하강로드(10)의 후단에 위치한 로드(21)를 기준하여 지렛대원리에 의하여 승하강로드(10)의 전단이 승하강운동을 수행한다. 즉 샤프트(31)로부터 전달된 구동력이 캠(25)과 커넥팅로드(26)의 직선운동 거리보다 기준점인 로드(21)의 지렛대원리를 통하여 승하강로드(10)의 승하강운동 거리가 5~6배 정도로 증가하여 운동하게 된다. 따라서 캠(25)의 적은 편심량으로도 지렛대원리를 통하여 승하강로드(10)의 승하강운동이 큰 폭, 즉 5~6배정도의 승하강 거리로 증가함에 따라 직기(1)의 바디침(2) 작동이 고속으로 이루어진다. 이와 같이, 본 발명은 직기상단에 캠박스를 구비하여 부분적으로 분해조립이 용이하여 유지보수에 따른 비용절감 및 편의성을 제공함과 동시에 캠을 이용해 고속회전이 가능하여 직물의 품질 및 생산성이 향상되는 효과가 있다. 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 워터제트 직기의 바디침 작동장치를 나타낸 사시도, 도 2는 본 발명에 따른 워터제트 직기의 바디침 작동장치를 나타낸 확대도, 도 3은 본 발명에 따른 캠박스의 요부를 분해하여 나타낸 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 캠박스를 분해하여 나타낸 구성도, 도 5는 본 발명에 따른 승하강로드와 캠박스의 작동상태를 나타낸 구성도이다. * 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 * 10: 승하강로드 11: 가이드 12: 링크 13: 힌지공 20: 캠박스 21: 로드 22: 조절구 23: 고정대 25: 캠 26: 커넥팅로드 30: 구동모터 31: 샤프트 32: 타이밍벨트 |
